方向操作用の操作ユニット構造
【課題】操作部材の平面的な移動量を大きくすることができると共に、正確な方向操作を行い易くすることができる方向操作用の操作ユニット構造を提供する。
【解決手段】取付用ベース３３に対しＸ軸方向のスライド機構３０ａを介してＸ軸方向に移動可能とするＸ軸方向操作台３２を設けると共に、Ｘ軸方向操作台３２に対しＹ軸方向のスライド機構３０ｂを介してＹ軸方向に移動可能とするＹ軸方向操作台３１を設け、該Ｙ軸方向操作台３１側に操作部材３を設け、且つ操作部材３の操作に基づくＸ軸方向操作台３２のＸ軸方向とＹ軸方向操作台３１のＹ軸方向のスライド量をそれぞれ検出する検出手段７，８を設けた操作ユニット１を構成する。
【解決手段】取付用ベース３３に対しＸ軸方向のスライド機構３０ａを介してＸ軸方向に移動可能とするＸ軸方向操作台３２を設けると共に、Ｘ軸方向操作台３２に対しＹ軸方向のスライド機構３０ｂを介してＹ軸方向に移動可能とするＹ軸方向操作台３１を設け、該Ｙ軸方向操作台３１側に操作部材３を設け、且つ操作部材３の操作に基づくＸ軸方向操作台３２のＸ軸方向とＹ軸方向操作台３１のＹ軸方向のスライド量をそれぞれ検出する検出手段７，８を設けた操作ユニット１を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部材を平面的にスライド移動させる方向操作用の操作ユニット構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動走行型の車椅子のアームレスト部又はフットレスト部に選択可能に装着され、操作レバーを前後左右に操作することにより車体の前進，後進，左右旋回等の操縦を行う操作ユニット（操作ボックス）は既に知られている（例えば特許文献１）。
この車椅子用の操作ユニットは、アームレストに装着し手で操作することを前提として製作されているため、上端に縦向き棒状の操作レバーをボックス本体内に回動可能に支持し、下端部を支点に上端の球形状グリップが球面上を前後左右に移動させる構成となっている。
【０００３】
上記操作ユニットはフットレストに装着するとき、足操作部材を備えた足操作部材支持部材によって覆った状態で装着される。この際足操作部材は、裏側に一体的に形成された下向突出部を足操作部材支持部材の上板面に穿設した係合連結孔に挿入し、操作レバーの球形状グリップに遊嵌させて操作連携させる構成となっている。
これにより使用者が足操作部材に足を載せて前後左右に足操作すると、下向突出部を介して操作レバーを同方向に回動することができ、その回動方向及び回動角度に応じ前記アームレスト部に装着したものと同様に車椅子を操縦することができる。
【特許文献１】特開２０００−１４７１３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記手操作を前提として製作される操作ユニットは、足操作を可能とするようにフットレストに装着することもできる利点がある。然し、操作レバーは球面回動操作を行い易くする上で長く形成されているので、操作ユニットを足操作部材支持部材で覆う構造が大型化し、また足操作部材と操作レバーの連携構造が複雑化する欠点がある。さらに座面を低くしたい座席に対し、足操作部材の位置が高くなって不自由な足載せ姿勢になること、及び足による足操作部材の微小な操向操作が行い難い等の欠点がある。
【０００５】
またフットレストに装着した操作ユニットは、平面的に操作される足操作部材の平面スライド量に対し、ボックス本体内で下端部を支点として上部が球面的に回動される操作レバーの回転量に差異を生ずるため、使用者が足操作部材をスライド移動させる操作感覚と現実の操向量とが一致せず操縦性を損なう欠点がある。このため足操作部材の平面的なスライド量を操作レバーの回転量に変換して検出する等の変換検出手段が付設される。
【０００６】
また上記変換検出手段は、機械的に構成しようとすると構造が複雑化し実用に困難性を伴うので、操作レバーの回動角度を補正し足操作部材の平面移動と一致させるように電気的なソフト制御によって構成されるが、この場合にも変換補正のために煩雑なソフトを必要としコスト高になる等の問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の方向操作用の操作ユニット構造は、第１に、取付用ベース３３に対しＸ軸方向のスライド機構３０ａを介してＸ軸方向に移動可能とするＸ軸方向操作台３２を設けると共に、Ｘ軸方向操作台３２に対しＹ軸方向のスライド機構３０ｂを介してＹ軸方向に移動可能とするＹ軸方向操作台３１を設け、該Ｙ軸方向操作台３１側に操作部材３を設け、且つ操作部材３の操作に基づくＸ軸方向操作台３２のＸ軸方向とＹ軸方向操作台３１のＹ軸方向のスライド量をそれぞれ検出する検出手段７，８を設けたことを特徴としている。
【０００８】
第２に、取付用ベース３３とＸ軸方向操作台３２の中間部を、Ｘ軸方向のスライド機構３０ａのスライダー３６と該スライダー３６にスライド案内されるガイド３５によって取付支持し、Ｘ軸方向操作台３２とＹ軸方向操作台３１の中間部を、Ｙ軸方向のスライド機構３０ｂのスライダー３６と該スライダー３６にスライド案内されるガイド３５によって取付支持し、且つ取付用ベース３３の両側にＸ軸方向操作台３２をＸ軸方向に移動可能に支持すると共に、Ｘ軸方向操作台３２の両側にＹ軸方向操作台３１をＹ軸方向に移動可能に支持したことを特徴としている。
【０００９】
第３に、Ｘ軸方向のスライド機構３０ａのスライダー３６と、Ｙ軸方向のスライド機構３０ｂのスライダー３６を、それぞれに設けたスプリング４０によって操作中立位置に復帰させるように付勢することを特徴としている。
【００１０】
第４に、手操作用のグリップからなる操作部材３ａと足操作用の足載せ板からなる操作部材３ｂを、Ｙ軸方向操作台３１又はＹ軸方向のスライド機構３０ｂのスライダー３６に選択可能に設けることを特徴としている。
【００１１】
第５に、足載せ板からなる操作部材３ｂを設けた操作ユニット１を、電動走行型の車椅子２のフットレスト１５に設けることを特徴としている。
【００１２】
第６に、足載せ板からなる操作部材３ｂを備えた操作ユニット１をフットレスト１５に載置し、フットレスト１５を操作ユニット１と補助取付座２５によって挟持して固定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は次のような効果を奏することができる。取付用ベースとＸ軸方向操作台とＹ軸方向操作台をＸ軸方向とＹ軸方向のスライド機構を介して、操作部材のＸ軸方向とＹ軸方向の平面的な操作量をそれぞれ検出手段によって検出するので、操作ユニット１を高くすることなく操作部材の平面的な移動量を大きくすることができる。また操作部材の平面スライド量がそのまま操作量になるので、正確な操作を行うことができる。
従って、微小量の操作を正確に行うことが困難な使用者でも操作し易い操作ユニットを提供することができる。また操作ユニットを簡潔で廉価な構成によってコンパクトに纏めることができるから、車椅子のフットレスト等に対しても、操作部材を操作し易い位置に設けることができ、平面的な操作をスムーズに行うことができる。
【００１４】
Ｘ軸方向操作台及びＹ軸方向操作台は、それぞれ中間部をスライド機構によって支持した状態で、その両側がスライド支持されるので、操作部材によるＸ軸方向とＹ軸方向の操作を安定性のよいスライド支持構造によってスムーズに行うことができる。またＸ軸方向のスライド機構とＹ軸方向のスライド機構によって、Ｘ軸方向操作台及びＹ軸方向操作台の異方向のガタつきを防止し、操作部材の操作を正確に行うことができる。
【００１５】
Ｘ軸方向のスライド機構のスライダーとＹ軸方向のスライド機構のスライダーを、それぞれスプリングによって操作中立位置に復帰させるように設けたことにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に操作した位置から手又は足を離しても、操作部材を操作中立位置に自動的に復帰させ操作を行い易くすることができる。
【００１６】
手操作用のグリップからなる操作部材又は足操作用の足載せ板からなる操作部材を、Ｙ軸方向操作台又はＹ軸方向のスライド機構のスライダーに直接的に設けることにより、各操作部材の取付構造を簡潔な構成にすることができ、また操作部材の高さを低くすることができる。
【００１７】
足載せ板からなる操作部材を設けた操作ユニットを車椅子のフットレストに設けるとき、フットレストに足載せ板を操作し易い高さに設けることができ、また大きな足踏み操作力を強度を有して支持することができるので、足載せ板の平面的な操作をスムーズに行うことができる。
【００１８】
足載せ板を備えた操作ユニットをフットレストに載置し、フットレストを操作ユニットと補助取付座によって挟持固定することにより、車椅子に既設のフットレストに対しても取付け加工を要することなく、後付け作業によって操作ユニットを簡単に取付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１の符号１は、移動車両の一例として示す電動走行型の車椅子２に設置可能な、発明に係わる操作ユニット（方向操作装置）である。この操作ユニット１は後述する取付手段によってアームレスト部２ａ又はフットレスト部２ｂに装着することができ、マイコンを有する制御装置（コントロールボックス）及び電動モーターと電気的に接続されて、操作部材３を前後左右並びにその複合方向に操作することにより、車椅子２の操向操作を以下のように行うことができる。
【００２０】
上記操作ユニット１が備える操作部材３を手又は足によって前後方向（Ｙ軸方向）に操作すると、車輪４，４が正逆回転され前後方向の操作量に基づき速度を変更可能に設定することができる。また操作部材３を左右方向（Ｘ軸方向）に操作すると、旋回方向及び操作量に基づき速度が設定される。
この操作ユニット１の車輪４，４を制御回転させる制御手段は以下のように構成することが望ましい。即ち、操作ユニット１の制御構造は、操作部材３がＹ軸方向に操作される平面的な移動操作量に比例して前後進速度を高低変換変速することができ、該速度の高低変速制御の設定を任意に変更可能に構成することができる。
【００２１】
このようにＸ，Ｙ軸それぞれ独立に動かすことができかつ組み合わせることによって３６０°任意の方向に移動できること。またＹ成分なしにＸ軸方向に動かすことによって左右の車輪が逆転してその場で旋回する。
【００２２】
この操作ユニット１は操作部材３の操作に基づき、Ｙ軸方向にスライド移動可能なＹ軸操作部５（第１操作部）と、Ｙ軸操作部５を介しＸ軸方向にスライド移動可能なＸ軸操作部（第２操作部）６とからなり、第１操作部５とＸ軸操作部６の操作によるＹ軸とＸ軸の方向及びスライド量（移動量）を検出する検出手段として、検出器７，８をＹ軸操作部５とＸ軸操作部６にそれぞれ設けている。各検出器７，８はその検出値をコントロールボックスに送り、コントロールボックスは後述するような制御手段によって、駆動モーターを介し車輪４，４を回転制御する。
【００２３】
次に上記各部の構成について詳細に説明する。図示例の車椅子２は一般的な手押し式のものに操作ユニット１と関連する図示しないコントロールボックスと駆動モーターを付設した電動走行型としている。この車椅子２は左右の車輪４，４及びキャスター４ａ，４ａを有するシャーシフレーム９に座席１０を設けている。
前記アームレスト部２ａは、シャーシフレーム９から座席１０の後方に延長される左右のハンドル杆１１，１１と接続し、前側に向けて屈曲される縦フレーム１２の水平部分に構成される。
【００２４】
フットレスト部２ｂは、縦フレーム１２から前側に向けて延設されるフットアーム１３の下部に、フットレスト１５をジョイント部１６を介して取付ける構成となっている。図示例のジョイント部１６は、フットレスト１５を上下方向に回動可能に支持する縦軸１７と、フットレスト１５を前後方向に回動可能に支持する横軸１９を備えている。
これによりフットレスト１５は、縦軸１７を中心に略水平姿勢にする足載せ姿勢と、上方に回動退避させた非足載せ姿勢の切り換えを行うことができ、また足載せ姿勢において横軸１９を中心に前後方向に傾斜調節し使用し易い角度に設定することができる。
【００２５】
以上の構成からなる車椅子２への操作ユニット１の装着手段は、アームレスト部２ａに対し取付座（基材）２１を有する取付杆２２等からなる取付具２３を用いて装着することができる。またフットレスト１５に対する操作ユニット１の装着手段は、上記取付座２１とフットレスト挟持用の補助取付座２５等からなる取付具２３ａを用いて装着することが望ましい。
【００２６】
即ち、図示例の取付具２３は取付杆２２を縦フレーム１２の縦杆部に対し位置調節可能に取付けることができ、アームレスト部２ａに肘を掛けた状態で操作部材３の操作を行い易くすることができる。また取付座２１と取付杆２２は図示しない自在継手によって、操作ユニット１の取付け角度を調節可能に連結することができる。
一方、取付具２３ａは図７に示すように、フットレスト１５に載置した状態の取付座２１と、フットレスト１５の裏側に接当させる補助取付座２５を複数のボルト２６とナット２６ａで締着することによりフットレスト１５を挟持し、操作ユニット１を安定よく取付支持することができる。
【００２７】
尚、操作ユニット１が備える例えばネジ杆或いは取付孔等からなる後述する操作取付部５６には、手操作用の球状ジョイスティック型の操作部材３ａと、足操作用の平板状の操作部材３ｂが、上記使用態様に応じ選択的に取付けられる。またＹ軸操作部５のＹ軸方向操作台３１に対しても、手操作部材３ａと足操作部材３ｂを上記使用態様に応じて選択的に取付けることができる。
【００２８】
操作ユニット１のＹ軸操作部５とＸ軸操作部６は、それぞれ同様な構成からなるスライド機構３０ａ，３０ｂが設けられ、操作部材３をＹ軸方向とＸ軸方向に平面的にスライド移動できるように支持する。即ち、Ｙ軸方向のスライド機構３０ａは、Ｙ軸操作部５のＹ軸方向操作台３１とＸ軸操作部６のＸ軸方向操作台３２の間に設置され、Ｘ軸方向のスライド機構３０ｂは、Ｘ軸方向操作台３２と前記取付座２１に取付け可能に構成される取付用ベース３３の間に設けられる。これにより取付用ベース３３に対しＸ軸操作部６とＹ軸操作部５は、上下段に重ねられた積層構造となって、十分な強度を備え簡潔で廉価な構成にすることができる。また操作ユニット１を厚くすることなく薄型でコンパクトなユニット構造にすることができる等の特徴がある。
【００２９】
次にスライド機構３０ａ，３０ｂについて説明する。両スライド機構３０ａ，３０ｂは、Ｘ軸方向操作台３２及び取付用ベース３３側の所定位置に溶着又はネジ止め等の取付手段によって取付固定されるガイド３５と、上部がＹ軸方向操作台３１或いはＸ軸方向操作台３２側に取付固定され、下部が上記ガイド３５に案内されてスライド移動するスライダー３６と、該スライダー３６をガイド３５に穿設した長孔状のガイド部３７で案内される支持ピン３９を介し、図４，図５に示される状態の操作中立位置に復帰させるように引っ張り付勢するスプリング４０，４０等から構成される。
【００３０】
図示例のガイド３５は上向きコ字状に形成された内部に、プラスチック材によって長方形のブロック状に形成されたスライダー３６をスライド移動可能に遊嵌している。
またガイド３５はスライダー３６が長手方向の略中心に位置した状態を操作中立位置として定め、且つ起立した両片に操作中立位置の長手方向両側において、支持ピン３９を挿入しスライド移動させる長孔状のガイド部３７が形成される。
【００３１】
上記ガイド３５の長手方向の両側に形成されるガイド部３７とガイド部３７の内端距離は、スライダー３６の長さと略等しくしている。また各ガイド部３７，３７・・に挿入される支持ピン３９，３９は、スライダー３６の両端面に形成した横凹溝に係脱可能に係合させる。そして、支持ピン３９，３９は各ガイド部３７の外側に突出する両端に、引っ張り用のスプリング４０，４０の両端が掛け止めされて互いに連結される。
【００３２】
上記構成されるスライド機構３０ａ，３０ｂは、操作部材３の操作によってスライダー３６が一方向にスライド移動されると、他方向の支持ピン３９はガイド部３７の内端に接当係止したままとなり、この状態で移動される側の支持ピン３９は両端のスプリング４０，４０を伸ばすことができる。これにより使用者はスプリング４０，４０の張力に抗して操作部材３を平面スライド操作することができる。また任意位置で操作を止めると、スライダー３６はスプリング４０，４０の張力によって元の操作中立位置に自動的に復帰するので、操作部材３の戻し操作を容易にすることができる。
【００３３】
次にＹ軸操作部５及びＸ軸操作部６について図２〜図６を参照し説明する。先ずＸ軸操作部６は、平面視で略正方形状の取付用ベース３３の前側寄り中間部に、前記構成からなるＸ軸方向操作用のスライド機構３０ａをガイド３５側を固定して設けている。取付用ベース３３は裏側の４隅にゴム等からなる防振部材で形成した脚部４５を設けており、該脚部４５を介して操作ユニット１を前記取付座２３や任意の取付基材等に防振可能に支持することができる。
【００３４】
Ｘ軸方向操作台３２は平板部材によって側面視で下向きコ字状に形成され、下向きに屈曲された両脚の下部にローラ４６，４６を上下に軸支しており、取付用ベース３３の前後辺をローラ４６，４６の間に挿入してスライド可能に支持される。これによりＸ軸方向操作台３２はスライド機構３０ａによって中間部が、両側がローラ４６，４６を介して取付用ベース３３によって支持された、安定性のある３点支持構造によってＸ軸方向及びＹ軸方向の異方向にも傾くことなく正確にスライド移動することができる。
また上記スライド機構３０ａのスライダー３６は、その上端面がＸ軸方向操作台３２の裏側に取付固定される。そして、操作部材３は操作中立位置におけるスライダー３６の中央部に取付固定される。
【００３５】
この構成において、取付用ベース３３とＸ軸方向操作台３２の間に、取付用ベース３３に対するＸ軸方向操作台３２のＸ軸方向のスライド量を検出する検出手段としての検出器８が設けられる。この検出器８は図４，図６で示すように、取付用ベース３３の表面にスライド機構３０と略平行状に取付固定されるラック５０と、Ｘ軸方向操作台３２側に装着されて該ラック５０に噛合するピニオン５１を有するポテンショメータ５２とから構成される。５３はポテンショメータ５２が有する端子であり前記コントロールボックスに接続される。
【００３６】
Ｘ軸操作部６は上記Ｘ軸方向操作台３２の上部にスライド機構３０ｂを介し前記Ｙ軸方向操作台３１を重ねた状態で構成される。即ち、正面視で下向きコ字状をなすように形成されるＹ軸方向操作台３１は、裏側の左右方向の中心部がＸ軸方向操作台３２に取付固定されたスライド機構３０の操作中立位置にあるスライダー３６の上面に取付固定される。この支持状態においてＹ軸方向操作台３１は、下向き両脚部の下部に軸支したローラ４６ａ，４６ａを、Ｘ軸方向操作台３２の左右側辺の裏側に転動可能に接当させることにより、３点支持構造によって上下方向の位置決めをなしＹ軸方向のスライド移動を安定よく正確に行うことができる。
【００３７】
そして、Ｘ軸方向操作台３２にガイド３５が取付固定されるスライド機構３０ｂのスライダー３６は、その下部からボルト状の操作部（操作杆）５６が嵌挿され、そのネジ部をＹ軸方向操作台３１の通し孔から上方に突出させている。そして、操作取付部５６のネジ部に頭部が球形状に形成された把持操作用の操作部材３ａを装着する。
この構成において、Ｙ軸方向操作台３１とＸ軸方向操作台３２の間に、Ｘ軸方向操作台３２に対するＹ軸方向操作台３１のＹ軸方向のスライド量を検出する検出器７を前記検出器８と同様な構成によって設けている。
【００３８】
検出器７はＹ軸方向操作台３１の裏側に、ラック５０をスライダー３６に沿って取付固定し、該ラック５０に噛合するピニオン５１を有するポテンショメータ５２をＸ軸方向操作台３２に取付固定した構成となっている。
また上記構造からなる操作ユニット１は、箱蓋形状のユニットカバー５７をＹ軸方向操作台３１の上方から被せ、下側辺を取付用ベース３３に固定して全体が覆われる。ユニットカバー５７はその上面中央部に、操作取付部５６に取付けた操作部材３ａを全操作方向に移動可能とする操作孔５９を穿設している。
【００３９】
次に、以上のように構成される操作ユニット１を車椅子２のアームレスト部２ａに装着した使用例について説明する。この場合は使用者が座席１０に着座し肘をアームレスト部２ａにおいた状態で手で操作部材３を握り操作する。
操作部材３ａを操作中立位置からＹ軸方向の前側に操作すると、スライド機構３０ｂを介しＹ軸方向操作台３１がＸ軸方向操作台３２に対し前側にスライド移動し、検出器７が検出したスライド方向及びスライド量の信号に基づき車輪４，４を回転し、車椅子２を任意の操作速度で前進走行させることができる。
【００４０】
また操作部材３を操作中立位置から後側に操作すると、検出器７が検出したスライド方向及びスライド量に基づき車輪４，４が回転し、車椅子２を操作速度で後進走行をすることができる。そして、操作部材３を左方又は右方に操作すると、取付用ベース３３にガイド３５が取付固定されたスライド機構３０ａを介し、Ｘ軸方向操作台３２が左方又は右方に移動され、検出器８が検出したスライド方向及びスライド量の信号に基づき左右の車輪４，４を差動回転し、車椅子２を操作方向に旋回操縦することができる。
【００４１】
このとき操作ユニット１は、取付用ベース３３に対しＸ軸方向のスライド機構３０ａを介してＸ軸方向操作台３２を設けたＸ軸操作部６と、Ｘ軸方向操作台３２に対しＹ軸方向のスライド機構３０ｂを介してＹ軸方向操作台３１を設けたＹ軸操作部５とを重ねて構成しているので、操作部材３のＸ軸方向及びＹ軸方向の操作量を大きくしたい場合に、ユニット高さ（厚さ）並びに操作部材３を長大にすることなく、上記各部材を平面的に伸ばすだけの簡潔な構成によって、操作部材３の操作量を容易に大きくすることができる。
【００４２】
また検出器７，８で検出される操作部材３の平面スライド量は、従来のもののように操作量の補正ソフト等を要することなく、そのまま操作量にすることができるので、正確な操作を簡単に行うことができる。また微小量の操向操作を正確に行うことが困難な使用者でも操作し易くなる。
従って、操作ユニット１をアームレスト部２ａやフットレスト部２ｂに対し操作し易い位置に自由に設けることができ、手や足を載せかけて支持した楽な操作姿勢をとることができる等の利点がある。
【００４３】
尚、操作部材３ａは図５の点線で示すように、中心上部の把持高さ位置に形成した小球状の把持部３ｃの下方に、該把持部３ｃを把持した手を受け止め支持することができる径大鍔状の手受部３ｄを一体的に形成したものにすることができる。この場合には把持部３ｃを常時把持することが困難であったり握力が弱い使用者でも、手を浮かせることなく手受部３ｄに載せた状態で把持部３ｃを掴むことができるので、操作部材３ａの操作を楽に行うことができる。また手受部３ｄは操作孔５９を上方から覆うように形成することができる等の特徴がある。
【００４４】
次に、操作ユニット１を車椅子２のフットレスト部２ｂに装着する使用例について説明する。尚、前記実施形態のものと同様な構成及び作用については説明を省略する。
この場合のＹ軸操作部５に設ける足載せ操作用の操作部材３ｂは、平坦な表面に凹凸等の滑り防止手段が付設される。この操作部材３ｂは操作取付部５６に取付けるか、図７で示すように操作取付部５６を外したＹ軸方向操作台３１に、操作部材３ｂの基部に一体的に形成した円盤状の取付ブラケット６０をネジ止めして直接的に取付固定される。
【００４５】
そして図７で示すように、操作部材３ｂを有する操作ユニット１は、取付座２１をフットレスト１５に載置し、且つフットレスト１５の裏側に補助取付座２５を接当させ、両者にフットレスト１５の外周側の複数箇所から、ボルト２６を挿入しナット２６ａを介し締着しフットレスト１５に取付固定される。
この取付手段によれば、フットレスト１５には取付孔等の加工を施すことなく、フットレスト１５を取付座２１と補助取付座２５で挟持し、操作ユニット１を既製の車椅子２に対して後付け作業によっても簡単な構成によって強固に取付固定することができる。尚、取付座２１を省略し取付用ベース３３を取付座に兼用して設けることもできる。
【００４６】
また足の重量を受けて足操作可能に形成される操作部材３ｂを有する操作ユニット１は、操作荷重をＸ軸方向操作台３２に取付固定された広巾な取付ブラケット６０、及び平面的にスライド移動するＹ軸操作部５とＸ軸操作部６で受けるので、大きな足踏み操作力を十分な強度を有して支持し、操作部材３ｂの平面的な操作をスムーズに行うことができる等の特徴がある。
【００４７】
また足操作用の足載せ板３ｂは図示例のようにＹ軸方向操作台３１に近接して設けることができるので、足載せ板３ｂを操作し易い低い位置にすることができる。
尚、足載せ板３ｂの外周からユニットカバー５７に代えるスカート状のカバーを垂設する場合には、上記ユニットカバー５７を省略することができる。
【００４８】
以上のように使用することができる操作ユニット１は、断面コ字状のガイド３５内にブロック状のスライダー３６をスライド移動させるスライド機構３０ａ，３０ｂによって、操作部材３を平面方向に方向操作させる実施形態を図示したが、これに限定されるものではない。即ち、スライド機構３０ａ，３０ｂは、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向に設ける丸棒状のガイドに、スライダーをベアリング等の滑動手段を介してスライド移動させる構成にすることもできる。また取付用ベース３３に対するＸ軸方向操作台３２及びＸ軸方向操作台３２に対するＹ軸方向操作台３１のスライド支持構造は、ローラ４６，４６ａを用いない係合手段による滑り支持構造にすることもできる。
【００４９】
また操作ユニット１の方向操作に基づき車輪４，４を制御回転させる制御手段は、以下のように構成することが望ましい。即ち、操作ユニット１の制御構造は、操作部材３がＹ軸方向に操作される平面的な移動操作量に比例して前後進速度を高低変換変速すると共に、該速度の高低変速制御の設定を任意に変更できるように構成する。
【００５０】
またＸ軸方向及びＹ軸方向の各位置検出は、図示例ではラック５０に噛合するピニオン５１の回転に基づくポテンショメータ５２の出力を検出信号としたが、この手段に限ることなくＸ軸方向操作台３２及びＹ軸方向操作台３１或いは操作部材３の位置検出を、光学的に読み取り検出したり、リニアポテンショメータその他変位計によるアナログ検出力、或いはリニアエンコーダー，ロータリーエンコーダー等によるデジタル出力によって行うこともできる。この場合には各軸方向の変位量をＡ／Ｄ変換その他インターフェイスによりマイコンに入力し、予め設定した入力出力特性に応じた電圧モーター駆動回路に出力する。
【００５１】
この場合のマイコンの入力出力特性は、特定の基本関数がプログラムされた図示しないパソコンとマイコン双方にプログラムしておき、それぞれを通信ケーブル或いは無線通信手段によって接続し、パソコンの特性設定用プログラムによって、画面上のグラフをみながら使用者毎に適合するように個別関数を設定し、その定数をマイコンに書き込んでおく。このプログラムは前回マイコンに設定した定数も書き込むことができる。
【００５２】
このように制御特性をパソコンにより設定する方式とすることにより、各使用者が車椅子２を運転使用する都度、上記設定をファイルとし保存しておけば、使用者毎の制御特性の経時的な変化に対しても記録を残すことができる。また使用者が車両の操作に習熟するなど状態の変化に応じて特性を変更することができる等の利点がある。
以上のように構成される方向操作用の操作ユニット構造は、車椅子２の他に低速で移動する車両一般の操向操作装置として広く利用することができる。また移動車両のみでなく各種アクチュエーターのリモートコントロラー等としても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係わる操作ユニットを備えた車椅子の全体を示す斜視図である。
【図２】図１の操作ユニットの構成を示す前方斜視図である。
【図３】図２の操作ユニットを一部破断をして示す平面図である。
【図４】図３の背面図である。
【図５】図３の操作ユニットを一部破断をして示す側面図である。
【図６】図３の第１操作部を外し一部破断をして示す平面図である。
【図７】操作ユニットをフットレストに装着する構造例を一部破断をして示す正面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 操作ユニット
２ 車椅子
３ 操作部材
５ Ｙ軸操作部
６ Ｘ軸操作部
７，８ 検出器（検出手段）
１０ 座席
２１ 取付座
２３，２３ａ 取付具
２５ 補助取付座
３０ｂ Ｙ軸方向のスライド機構
３０ａ Ｘ軸方向のスライド機構
３１ Ｙ軸方向操作台
３２ Ｘ軸方向操作台
３３ 取付用ベース
３５ ガイド
３６ スライダー
３７ ガイド部
３９ 支持ピン
４０ スプリング
５０ ラック
５１ ピニオン
５２ ポテンショメータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部材を平面的にスライド移動させる方向操作用の操作ユニット構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動走行型の車椅子のアームレスト部又はフットレスト部に選択可能に装着され、操作レバーを前後左右に操作することにより車体の前進，後進，左右旋回等の操縦を行う操作ユニット（操作ボックス）は既に知られている（例えば特許文献１）。
この車椅子用の操作ユニットは、アームレストに装着し手で操作することを前提として製作されているため、上端に縦向き棒状の操作レバーをボックス本体内に回動可能に支持し、下端部を支点に上端の球形状グリップが球面上を前後左右に移動させる構成となっている。
【０００３】
上記操作ユニットはフットレストに装着するとき、足操作部材を備えた足操作部材支持部材によって覆った状態で装着される。この際足操作部材は、裏側に一体的に形成された下向突出部を足操作部材支持部材の上板面に穿設した係合連結孔に挿入し、操作レバーの球形状グリップに遊嵌させて操作連携させる構成となっている。
これにより使用者が足操作部材に足を載せて前後左右に足操作すると、下向突出部を介して操作レバーを同方向に回動することができ、その回動方向及び回動角度に応じ前記アームレスト部に装着したものと同様に車椅子を操縦することができる。
【特許文献１】特開２０００−１４７１３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記手操作を前提として製作される操作ユニットは、足操作を可能とするようにフットレストに装着することもできる利点がある。然し、操作レバーは球面回動操作を行い易くする上で長く形成されているので、操作ユニットを足操作部材支持部材で覆う構造が大型化し、また足操作部材と操作レバーの連携構造が複雑化する欠点がある。さらに座面を低くしたい座席に対し、足操作部材の位置が高くなって不自由な足載せ姿勢になること、及び足による足操作部材の微小な操向操作が行い難い等の欠点がある。
【０００５】
またフットレストに装着した操作ユニットは、平面的に操作される足操作部材の平面スライド量に対し、ボックス本体内で下端部を支点として上部が球面的に回動される操作レバーの回転量に差異を生ずるため、使用者が足操作部材をスライド移動させる操作感覚と現実の操向量とが一致せず操縦性を損なう欠点がある。このため足操作部材の平面的なスライド量を操作レバーの回転量に変換して検出する等の変換検出手段が付設される。
【０００６】
また上記変換検出手段は、機械的に構成しようとすると構造が複雑化し実用に困難性を伴うので、操作レバーの回動角度を補正し足操作部材の平面移動と一致させるように電気的なソフト制御によって構成されるが、この場合にも変換補正のために煩雑なソフトを必要としコスト高になる等の問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の方向操作用の操作ユニット構造は、第１に、取付用ベース３３に対しＸ軸方向のスライド機構３０ａを介してＸ軸方向に移動可能とするＸ軸方向操作台３２を設けると共に、Ｘ軸方向操作台３２に対しＹ軸方向のスライド機構３０ｂを介してＹ軸方向に移動可能とするＹ軸方向操作台３１を設け、該Ｙ軸方向操作台３１側に操作部材３を設け、且つ操作部材３の操作に基づくＸ軸方向操作台３２のＸ軸方向とＹ軸方向操作台３１のＹ軸方向のスライド量をそれぞれ検出する検出手段７，８を設けたことを特徴としている。
【０００８】
第２に、取付用ベース３３とＸ軸方向操作台３２の中間部を、Ｘ軸方向のスライド機構３０ａのスライダー３６と該スライダー３６にスライド案内されるガイド３５によって取付支持し、Ｘ軸方向操作台３２とＹ軸方向操作台３１の中間部を、Ｙ軸方向のスライド機構３０ｂのスライダー３６と該スライダー３６にスライド案内されるガイド３５によって取付支持し、且つ取付用ベース３３の両側にＸ軸方向操作台３２をＸ軸方向に移動可能に支持すると共に、Ｘ軸方向操作台３２の両側にＹ軸方向操作台３１をＹ軸方向に移動可能に支持したことを特徴としている。
【０００９】
第３に、Ｘ軸方向のスライド機構３０ａのスライダー３６と、Ｙ軸方向のスライド機構３０ｂのスライダー３６を、それぞれに設けたスプリング４０によって操作中立位置に復帰させるように付勢することを特徴としている。
【００１０】
第４に、手操作用のグリップからなる操作部材３ａと足操作用の足載せ板からなる操作部材３ｂを、Ｙ軸方向操作台３１又はＹ軸方向のスライド機構３０ｂのスライダー３６に選択可能に設けることを特徴としている。
【００１１】
第５に、足載せ板からなる操作部材３ｂを設けた操作ユニット１を、電動走行型の車椅子２のフットレスト１５に設けることを特徴としている。
【００１２】
第６に、足載せ板からなる操作部材３ｂを備えた操作ユニット１をフットレスト１５に載置し、フットレスト１５を操作ユニット１と補助取付座２５によって挟持して固定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は次のような効果を奏することができる。取付用ベースとＸ軸方向操作台とＹ軸方向操作台をＸ軸方向とＹ軸方向のスライド機構を介して、操作部材のＸ軸方向とＹ軸方向の平面的な操作量をそれぞれ検出手段によって検出するので、操作ユニット１を高くすることなく操作部材の平面的な移動量を大きくすることができる。また操作部材の平面スライド量がそのまま操作量になるので、正確な操作を行うことができる。
従って、微小量の操作を正確に行うことが困難な使用者でも操作し易い操作ユニットを提供することができる。また操作ユニットを簡潔で廉価な構成によってコンパクトに纏めることができるから、車椅子のフットレスト等に対しても、操作部材を操作し易い位置に設けることができ、平面的な操作をスムーズに行うことができる。
【００１４】
Ｘ軸方向操作台及びＹ軸方向操作台は、それぞれ中間部をスライド機構によって支持した状態で、その両側がスライド支持されるので、操作部材によるＸ軸方向とＹ軸方向の操作を安定性のよいスライド支持構造によってスムーズに行うことができる。またＸ軸方向のスライド機構とＹ軸方向のスライド機構によって、Ｘ軸方向操作台及びＹ軸方向操作台の異方向のガタつきを防止し、操作部材の操作を正確に行うことができる。
【００１５】
Ｘ軸方向のスライド機構のスライダーとＹ軸方向のスライド機構のスライダーを、それぞれスプリングによって操作中立位置に復帰させるように設けたことにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に操作した位置から手又は足を離しても、操作部材を操作中立位置に自動的に復帰させ操作を行い易くすることができる。
【００１６】
手操作用のグリップからなる操作部材又は足操作用の足載せ板からなる操作部材を、Ｙ軸方向操作台又はＹ軸方向のスライド機構のスライダーに直接的に設けることにより、各操作部材の取付構造を簡潔な構成にすることができ、また操作部材の高さを低くすることができる。
【００１７】
足載せ板からなる操作部材を設けた操作ユニットを車椅子のフットレストに設けるとき、フットレストに足載せ板を操作し易い高さに設けることができ、また大きな足踏み操作力を強度を有して支持することができるので、足載せ板の平面的な操作をスムーズに行うことができる。
【００１８】
足載せ板を備えた操作ユニットをフットレストに載置し、フットレストを操作ユニットと補助取付座によって挟持固定することにより、車椅子に既設のフットレストに対しても取付け加工を要することなく、後付け作業によって操作ユニットを簡単に取付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１の符号１は、移動車両の一例として示す電動走行型の車椅子２に設置可能な、発明に係わる操作ユニット（方向操作装置）である。この操作ユニット１は後述する取付手段によってアームレスト部２ａ又はフットレスト部２ｂに装着することができ、マイコンを有する制御装置（コントロールボックス）及び電動モーターと電気的に接続されて、操作部材３を前後左右並びにその複合方向に操作することにより、車椅子２の操向操作を以下のように行うことができる。
【００２０】
上記操作ユニット１が備える操作部材３を手又は足によって前後方向（Ｙ軸方向）に操作すると、車輪４，４が正逆回転され前後方向の操作量に基づき速度を変更可能に設定することができる。また操作部材３を左右方向（Ｘ軸方向）に操作すると、旋回方向及び操作量に基づき速度が設定される。
この操作ユニット１の車輪４，４を制御回転させる制御手段は以下のように構成することが望ましい。即ち、操作ユニット１の制御構造は、操作部材３がＹ軸方向に操作される平面的な移動操作量に比例して前後進速度を高低変換変速することができ、該速度の高低変速制御の設定を任意に変更可能に構成することができる。
【００２１】
このようにＸ，Ｙ軸それぞれ独立に動かすことができかつ組み合わせることによって３６０°任意の方向に移動できること。またＹ成分なしにＸ軸方向に動かすことによって左右の車輪が逆転してその場で旋回する。
【００２２】
この操作ユニット１は操作部材３の操作に基づき、Ｙ軸方向にスライド移動可能なＹ軸操作部５（第１操作部）と、Ｙ軸操作部５を介しＸ軸方向にスライド移動可能なＸ軸操作部（第２操作部）６とからなり、第１操作部５とＸ軸操作部６の操作によるＹ軸とＸ軸の方向及びスライド量（移動量）を検出する検出手段として、検出器７，８をＹ軸操作部５とＸ軸操作部６にそれぞれ設けている。各検出器７，８はその検出値をコントロールボックスに送り、コントロールボックスは後述するような制御手段によって、駆動モーターを介し車輪４，４を回転制御する。
【００２３】
次に上記各部の構成について詳細に説明する。図示例の車椅子２は一般的な手押し式のものに操作ユニット１と関連する図示しないコントロールボックスと駆動モーターを付設した電動走行型としている。この車椅子２は左右の車輪４，４及びキャスター４ａ，４ａを有するシャーシフレーム９に座席１０を設けている。
前記アームレスト部２ａは、シャーシフレーム９から座席１０の後方に延長される左右のハンドル杆１１，１１と接続し、前側に向けて屈曲される縦フレーム１２の水平部分に構成される。
【００２４】
フットレスト部２ｂは、縦フレーム１２から前側に向けて延設されるフットアーム１３の下部に、フットレスト１５をジョイント部１６を介して取付ける構成となっている。図示例のジョイント部１６は、フットレスト１５を上下方向に回動可能に支持する縦軸１７と、フットレスト１５を前後方向に回動可能に支持する横軸１９を備えている。
これによりフットレスト１５は、縦軸１７を中心に略水平姿勢にする足載せ姿勢と、上方に回動退避させた非足載せ姿勢の切り換えを行うことができ、また足載せ姿勢において横軸１９を中心に前後方向に傾斜調節し使用し易い角度に設定することができる。
【００２５】
以上の構成からなる車椅子２への操作ユニット１の装着手段は、アームレスト部２ａに対し取付座（基材）２１を有する取付杆２２等からなる取付具２３を用いて装着することができる。またフットレスト１５に対する操作ユニット１の装着手段は、上記取付座２１とフットレスト挟持用の補助取付座２５等からなる取付具２３ａを用いて装着することが望ましい。
【００２６】
即ち、図示例の取付具２３は取付杆２２を縦フレーム１２の縦杆部に対し位置調節可能に取付けることができ、アームレスト部２ａに肘を掛けた状態で操作部材３の操作を行い易くすることができる。また取付座２１と取付杆２２は図示しない自在継手によって、操作ユニット１の取付け角度を調節可能に連結することができる。
一方、取付具２３ａは図７に示すように、フットレスト１５に載置した状態の取付座２１と、フットレスト１５の裏側に接当させる補助取付座２５を複数のボルト２６とナット２６ａで締着することによりフットレスト１５を挟持し、操作ユニット１を安定よく取付支持することができる。
【００２７】
尚、操作ユニット１が備える例えばネジ杆或いは取付孔等からなる後述する操作取付部５６には、手操作用の球状ジョイスティック型の操作部材３ａと、足操作用の平板状の操作部材３ｂが、上記使用態様に応じ選択的に取付けられる。またＹ軸操作部５のＹ軸方向操作台３１に対しても、手操作部材３ａと足操作部材３ｂを上記使用態様に応じて選択的に取付けることができる。
【００２８】
操作ユニット１のＹ軸操作部５とＸ軸操作部６は、それぞれ同様な構成からなるスライド機構３０ａ，３０ｂが設けられ、操作部材３をＹ軸方向とＸ軸方向に平面的にスライド移動できるように支持する。即ち、Ｙ軸方向のスライド機構３０ａは、Ｙ軸操作部５のＹ軸方向操作台３１とＸ軸操作部６のＸ軸方向操作台３２の間に設置され、Ｘ軸方向のスライド機構３０ｂは、Ｘ軸方向操作台３２と前記取付座２１に取付け可能に構成される取付用ベース３３の間に設けられる。これにより取付用ベース３３に対しＸ軸操作部６とＹ軸操作部５は、上下段に重ねられた積層構造となって、十分な強度を備え簡潔で廉価な構成にすることができる。また操作ユニット１を厚くすることなく薄型でコンパクトなユニット構造にすることができる等の特徴がある。
【００２９】
次にスライド機構３０ａ，３０ｂについて説明する。両スライド機構３０ａ，３０ｂは、Ｘ軸方向操作台３２及び取付用ベース３３側の所定位置に溶着又はネジ止め等の取付手段によって取付固定されるガイド３５と、上部がＹ軸方向操作台３１或いはＸ軸方向操作台３２側に取付固定され、下部が上記ガイド３５に案内されてスライド移動するスライダー３６と、該スライダー３６をガイド３５に穿設した長孔状のガイド部３７で案内される支持ピン３９を介し、図４，図５に示される状態の操作中立位置に復帰させるように引っ張り付勢するスプリング４０，４０等から構成される。
【００３０】
図示例のガイド３５は上向きコ字状に形成された内部に、プラスチック材によって長方形のブロック状に形成されたスライダー３６をスライド移動可能に遊嵌している。
またガイド３５はスライダー３６が長手方向の略中心に位置した状態を操作中立位置として定め、且つ起立した両片に操作中立位置の長手方向両側において、支持ピン３９を挿入しスライド移動させる長孔状のガイド部３７が形成される。
【００３１】
上記ガイド３５の長手方向の両側に形成されるガイド部３７とガイド部３７の内端距離は、スライダー３６の長さと略等しくしている。また各ガイド部３７，３７・・に挿入される支持ピン３９，３９は、スライダー３６の両端面に形成した横凹溝に係脱可能に係合させる。そして、支持ピン３９，３９は各ガイド部３７の外側に突出する両端に、引っ張り用のスプリング４０，４０の両端が掛け止めされて互いに連結される。
【００３２】
上記構成されるスライド機構３０ａ，３０ｂは、操作部材３の操作によってスライダー３６が一方向にスライド移動されると、他方向の支持ピン３９はガイド部３７の内端に接当係止したままとなり、この状態で移動される側の支持ピン３９は両端のスプリング４０，４０を伸ばすことができる。これにより使用者はスプリング４０，４０の張力に抗して操作部材３を平面スライド操作することができる。また任意位置で操作を止めると、スライダー３６はスプリング４０，４０の張力によって元の操作中立位置に自動的に復帰するので、操作部材３の戻し操作を容易にすることができる。
【００３３】
次にＹ軸操作部５及びＸ軸操作部６について図２〜図６を参照し説明する。先ずＸ軸操作部６は、平面視で略正方形状の取付用ベース３３の前側寄り中間部に、前記構成からなるＸ軸方向操作用のスライド機構３０ａをガイド３５側を固定して設けている。取付用ベース３３は裏側の４隅にゴム等からなる防振部材で形成した脚部４５を設けており、該脚部４５を介して操作ユニット１を前記取付座２３や任意の取付基材等に防振可能に支持することができる。
【００３４】
Ｘ軸方向操作台３２は平板部材によって側面視で下向きコ字状に形成され、下向きに屈曲された両脚の下部にローラ４６，４６を上下に軸支しており、取付用ベース３３の前後辺をローラ４６，４６の間に挿入してスライド可能に支持される。これによりＸ軸方向操作台３２はスライド機構３０ａによって中間部が、両側がローラ４６，４６を介して取付用ベース３３によって支持された、安定性のある３点支持構造によってＸ軸方向及びＹ軸方向の異方向にも傾くことなく正確にスライド移動することができる。
また上記スライド機構３０ａのスライダー３６は、その上端面がＸ軸方向操作台３２の裏側に取付固定される。そして、操作部材３は操作中立位置におけるスライダー３６の中央部に取付固定される。
【００３５】
この構成において、取付用ベース３３とＸ軸方向操作台３２の間に、取付用ベース３３に対するＸ軸方向操作台３２のＸ軸方向のスライド量を検出する検出手段としての検出器８が設けられる。この検出器８は図４，図６で示すように、取付用ベース３３の表面にスライド機構３０と略平行状に取付固定されるラック５０と、Ｘ軸方向操作台３２側に装着されて該ラック５０に噛合するピニオン５１を有するポテンショメータ５２とから構成される。５３はポテンショメータ５２が有する端子であり前記コントロールボックスに接続される。
【００３６】
Ｘ軸操作部６は上記Ｘ軸方向操作台３２の上部にスライド機構３０ｂを介し前記Ｙ軸方向操作台３１を重ねた状態で構成される。即ち、正面視で下向きコ字状をなすように形成されるＹ軸方向操作台３１は、裏側の左右方向の中心部がＸ軸方向操作台３２に取付固定されたスライド機構３０の操作中立位置にあるスライダー３６の上面に取付固定される。この支持状態においてＹ軸方向操作台３１は、下向き両脚部の下部に軸支したローラ４６ａ，４６ａを、Ｘ軸方向操作台３２の左右側辺の裏側に転動可能に接当させることにより、３点支持構造によって上下方向の位置決めをなしＹ軸方向のスライド移動を安定よく正確に行うことができる。
【００３７】
そして、Ｘ軸方向操作台３２にガイド３５が取付固定されるスライド機構３０ｂのスライダー３６は、その下部からボルト状の操作部（操作杆）５６が嵌挿され、そのネジ部をＹ軸方向操作台３１の通し孔から上方に突出させている。そして、操作取付部５６のネジ部に頭部が球形状に形成された把持操作用の操作部材３ａを装着する。
この構成において、Ｙ軸方向操作台３１とＸ軸方向操作台３２の間に、Ｘ軸方向操作台３２に対するＹ軸方向操作台３１のＹ軸方向のスライド量を検出する検出器７を前記検出器８と同様な構成によって設けている。
【００３８】
検出器７はＹ軸方向操作台３１の裏側に、ラック５０をスライダー３６に沿って取付固定し、該ラック５０に噛合するピニオン５１を有するポテンショメータ５２をＸ軸方向操作台３２に取付固定した構成となっている。
また上記構造からなる操作ユニット１は、箱蓋形状のユニットカバー５７をＹ軸方向操作台３１の上方から被せ、下側辺を取付用ベース３３に固定して全体が覆われる。ユニットカバー５７はその上面中央部に、操作取付部５６に取付けた操作部材３ａを全操作方向に移動可能とする操作孔５９を穿設している。
【００３９】
次に、以上のように構成される操作ユニット１を車椅子２のアームレスト部２ａに装着した使用例について説明する。この場合は使用者が座席１０に着座し肘をアームレスト部２ａにおいた状態で手で操作部材３を握り操作する。
操作部材３ａを操作中立位置からＹ軸方向の前側に操作すると、スライド機構３０ｂを介しＹ軸方向操作台３１がＸ軸方向操作台３２に対し前側にスライド移動し、検出器７が検出したスライド方向及びスライド量の信号に基づき車輪４，４を回転し、車椅子２を任意の操作速度で前進走行させることができる。
【００４０】
また操作部材３を操作中立位置から後側に操作すると、検出器７が検出したスライド方向及びスライド量に基づき車輪４，４が回転し、車椅子２を操作速度で後進走行をすることができる。そして、操作部材３を左方又は右方に操作すると、取付用ベース３３にガイド３５が取付固定されたスライド機構３０ａを介し、Ｘ軸方向操作台３２が左方又は右方に移動され、検出器８が検出したスライド方向及びスライド量の信号に基づき左右の車輪４，４を差動回転し、車椅子２を操作方向に旋回操縦することができる。
【００４１】
このとき操作ユニット１は、取付用ベース３３に対しＸ軸方向のスライド機構３０ａを介してＸ軸方向操作台３２を設けたＸ軸操作部６と、Ｘ軸方向操作台３２に対しＹ軸方向のスライド機構３０ｂを介してＹ軸方向操作台３１を設けたＹ軸操作部５とを重ねて構成しているので、操作部材３のＸ軸方向及びＹ軸方向の操作量を大きくしたい場合に、ユニット高さ（厚さ）並びに操作部材３を長大にすることなく、上記各部材を平面的に伸ばすだけの簡潔な構成によって、操作部材３の操作量を容易に大きくすることができる。
【００４２】
また検出器７，８で検出される操作部材３の平面スライド量は、従来のもののように操作量の補正ソフト等を要することなく、そのまま操作量にすることができるので、正確な操作を簡単に行うことができる。また微小量の操向操作を正確に行うことが困難な使用者でも操作し易くなる。
従って、操作ユニット１をアームレスト部２ａやフットレスト部２ｂに対し操作し易い位置に自由に設けることができ、手や足を載せかけて支持した楽な操作姿勢をとることができる等の利点がある。
【００４３】
尚、操作部材３ａは図５の点線で示すように、中心上部の把持高さ位置に形成した小球状の把持部３ｃの下方に、該把持部３ｃを把持した手を受け止め支持することができる径大鍔状の手受部３ｄを一体的に形成したものにすることができる。この場合には把持部３ｃを常時把持することが困難であったり握力が弱い使用者でも、手を浮かせることなく手受部３ｄに載せた状態で把持部３ｃを掴むことができるので、操作部材３ａの操作を楽に行うことができる。また手受部３ｄは操作孔５９を上方から覆うように形成することができる等の特徴がある。
【００４４】
次に、操作ユニット１を車椅子２のフットレスト部２ｂに装着する使用例について説明する。尚、前記実施形態のものと同様な構成及び作用については説明を省略する。
この場合のＹ軸操作部５に設ける足載せ操作用の操作部材３ｂは、平坦な表面に凹凸等の滑り防止手段が付設される。この操作部材３ｂは操作取付部５６に取付けるか、図７で示すように操作取付部５６を外したＹ軸方向操作台３１に、操作部材３ｂの基部に一体的に形成した円盤状の取付ブラケット６０をネジ止めして直接的に取付固定される。
【００４５】
そして図７で示すように、操作部材３ｂを有する操作ユニット１は、取付座２１をフットレスト１５に載置し、且つフットレスト１５の裏側に補助取付座２５を接当させ、両者にフットレスト１５の外周側の複数箇所から、ボルト２６を挿入しナット２６ａを介し締着しフットレスト１５に取付固定される。
この取付手段によれば、フットレスト１５には取付孔等の加工を施すことなく、フットレスト１５を取付座２１と補助取付座２５で挟持し、操作ユニット１を既製の車椅子２に対して後付け作業によっても簡単な構成によって強固に取付固定することができる。尚、取付座２１を省略し取付用ベース３３を取付座に兼用して設けることもできる。
【００４６】
また足の重量を受けて足操作可能に形成される操作部材３ｂを有する操作ユニット１は、操作荷重をＸ軸方向操作台３２に取付固定された広巾な取付ブラケット６０、及び平面的にスライド移動するＹ軸操作部５とＸ軸操作部６で受けるので、大きな足踏み操作力を十分な強度を有して支持し、操作部材３ｂの平面的な操作をスムーズに行うことができる等の特徴がある。
【００４７】
また足操作用の足載せ板３ｂは図示例のようにＹ軸方向操作台３１に近接して設けることができるので、足載せ板３ｂを操作し易い低い位置にすることができる。
尚、足載せ板３ｂの外周からユニットカバー５７に代えるスカート状のカバーを垂設する場合には、上記ユニットカバー５７を省略することができる。
【００４８】
以上のように使用することができる操作ユニット１は、断面コ字状のガイド３５内にブロック状のスライダー３６をスライド移動させるスライド機構３０ａ，３０ｂによって、操作部材３を平面方向に方向操作させる実施形態を図示したが、これに限定されるものではない。即ち、スライド機構３０ａ，３０ｂは、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向に設ける丸棒状のガイドに、スライダーをベアリング等の滑動手段を介してスライド移動させる構成にすることもできる。また取付用ベース３３に対するＸ軸方向操作台３２及びＸ軸方向操作台３２に対するＹ軸方向操作台３１のスライド支持構造は、ローラ４６，４６ａを用いない係合手段による滑り支持構造にすることもできる。
【００４９】
また操作ユニット１の方向操作に基づき車輪４，４を制御回転させる制御手段は、以下のように構成することが望ましい。即ち、操作ユニット１の制御構造は、操作部材３がＹ軸方向に操作される平面的な移動操作量に比例して前後進速度を高低変換変速すると共に、該速度の高低変速制御の設定を任意に変更できるように構成する。
【００５０】
またＸ軸方向及びＹ軸方向の各位置検出は、図示例ではラック５０に噛合するピニオン５１の回転に基づくポテンショメータ５２の出力を検出信号としたが、この手段に限ることなくＸ軸方向操作台３２及びＹ軸方向操作台３１或いは操作部材３の位置検出を、光学的に読み取り検出したり、リニアポテンショメータその他変位計によるアナログ検出力、或いはリニアエンコーダー，ロータリーエンコーダー等によるデジタル出力によって行うこともできる。この場合には各軸方向の変位量をＡ／Ｄ変換その他インターフェイスによりマイコンに入力し、予め設定した入力出力特性に応じた電圧モーター駆動回路に出力する。
【００５１】
この場合のマイコンの入力出力特性は、特定の基本関数がプログラムされた図示しないパソコンとマイコン双方にプログラムしておき、それぞれを通信ケーブル或いは無線通信手段によって接続し、パソコンの特性設定用プログラムによって、画面上のグラフをみながら使用者毎に適合するように個別関数を設定し、その定数をマイコンに書き込んでおく。このプログラムは前回マイコンに設定した定数も書き込むことができる。
【００５２】
このように制御特性をパソコンにより設定する方式とすることにより、各使用者が車椅子２を運転使用する都度、上記設定をファイルとし保存しておけば、使用者毎の制御特性の経時的な変化に対しても記録を残すことができる。また使用者が車両の操作に習熟するなど状態の変化に応じて特性を変更することができる等の利点がある。
以上のように構成される方向操作用の操作ユニット構造は、車椅子２の他に低速で移動する車両一般の操向操作装置として広く利用することができる。また移動車両のみでなく各種アクチュエーターのリモートコントロラー等としても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係わる操作ユニットを備えた車椅子の全体を示す斜視図である。
【図２】図１の操作ユニットの構成を示す前方斜視図である。
【図３】図２の操作ユニットを一部破断をして示す平面図である。
【図４】図３の背面図である。
【図５】図３の操作ユニットを一部破断をして示す側面図である。
【図６】図３の第１操作部を外し一部破断をして示す平面図である。
【図７】操作ユニットをフットレストに装着する構造例を一部破断をして示す正面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 操作ユニット
２ 車椅子
３ 操作部材
５ Ｙ軸操作部
６ Ｘ軸操作部
７，８ 検出器（検出手段）
１０ 座席
２１ 取付座
２３，２３ａ 取付具
２５ 補助取付座
３０ｂ Ｙ軸方向のスライド機構
３０ａ Ｘ軸方向のスライド機構
３１ Ｙ軸方向操作台
３２ Ｘ軸方向操作台
３３ 取付用ベース
３５ ガイド
３６ スライダー
３７ ガイド部
３９ 支持ピン
４０ スプリング
５０ ラック
５１ ピニオン
５２ ポテンショメータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付用ベース（３３）に対しＸ軸方向のスライド機構（３０ａ）を介してＸ軸方向に移動可能とするＸ軸方向操作台（３２）を設けると共に、Ｘ軸方向操作台（３２）に対しＹ軸方向のスライド機構（３０ｂ）を介してＹ軸方向に移動可能とするＹ軸方向操作台（３１）を設け、該Ｙ軸方向操作台（３１）側に操作部材（３）を設け、且つ操作部材（３）の操作に基づくＸ軸方向操作台（３２）のＸ軸方向とＹ軸方向操作台（３１）のＹ軸方向のスライド量をそれぞれ検出する検出手段７，８を設けたことを特徴とする方向操作用の操作ユニット構造。
【請求項２】
取付用ベース（３３）とＸ軸方向操作台（３２）の中間部を、Ｘ軸方向のスライド機構（３０ａ）のスライダー（３６）と該スライダー（３６）にスライド案内されるガイド（３５）によって取付支持し、Ｘ軸方向操作台（３２）とＹ軸方向操作台（３１）の中間部を、Ｙ軸方向のスライド機構（３０ｂ）のスライダー（３６）と該スライダー（３６）にスライド案内されるガイド（３５）によって取付支持し、且つ取付用ベース（３３）の両側にＸ軸方向操作台（３２）をＸ軸方向に移動可能に支持すると共に、Ｘ軸方向操作台（３２）の両側にＹ軸方向操作台（３１）をＹ軸方向に移動可能に支持した請求項１の操作ユニット構造。
【請求項３】
Ｘ軸方向のスライド機構（３０ａ）のスライダー（３６）と、Ｙ軸方向のスライド機構（３０ｂ）のスライダー（３６）を、それぞれに設けたスプリング（４０）によって操作中立位置に復帰させるように付勢する請求項１又は２の方向操作用の操作ユニット構造。
【請求項４】
手操作用のグリップからなる操作部材（３ａ）と足操作用の足載せ板からなる操作部材（３ｂ）を、Ｙ軸方向操作台（３１）又はＹ軸方向のスライド機構（３０ｂ）のスライダー（３６）に選択可能に設ける請求項１又は２又は３の方向操作用の操作ユニット構造。
【請求項５】
足載せ板からなる操作部材を設けた操作ユニット（１）を、電動走行型の車椅子（２）のフットレスト（１５）に設ける請求項１又は２又は３又は４の方向操作用の操作ユニット構造。
【請求項６】
足載せ板からなる操作部材（３ｂ）を備えた操作ユニット（１）をフットレスト（１５）に載置し、フットレスト（１５）を操作ユニット（１）と補助取付座（２５）によって挟持して固定する請求項１又は２又は３又は４又は５の方向操作用の操作ユニット構造。
【請求項１】
取付用ベース（３３）に対しＸ軸方向のスライド機構（３０ａ）を介してＸ軸方向に移動可能とするＸ軸方向操作台（３２）を設けると共に、Ｘ軸方向操作台（３２）に対しＹ軸方向のスライド機構（３０ｂ）を介してＹ軸方向に移動可能とするＹ軸方向操作台（３１）を設け、該Ｙ軸方向操作台（３１）側に操作部材（３）を設け、且つ操作部材（３）の操作に基づくＸ軸方向操作台（３２）のＸ軸方向とＹ軸方向操作台（３１）のＹ軸方向のスライド量をそれぞれ検出する検出手段７，８を設けたことを特徴とする方向操作用の操作ユニット構造。
【請求項２】
取付用ベース（３３）とＸ軸方向操作台（３２）の中間部を、Ｘ軸方向のスライド機構（３０ａ）のスライダー（３６）と該スライダー（３６）にスライド案内されるガイド（３５）によって取付支持し、Ｘ軸方向操作台（３２）とＹ軸方向操作台（３１）の中間部を、Ｙ軸方向のスライド機構（３０ｂ）のスライダー（３６）と該スライダー（３６）にスライド案内されるガイド（３５）によって取付支持し、且つ取付用ベース（３３）の両側にＸ軸方向操作台（３２）をＸ軸方向に移動可能に支持すると共に、Ｘ軸方向操作台（３２）の両側にＹ軸方向操作台（３１）をＹ軸方向に移動可能に支持した請求項１の操作ユニット構造。
【請求項３】
Ｘ軸方向のスライド機構（３０ａ）のスライダー（３６）と、Ｙ軸方向のスライド機構（３０ｂ）のスライダー（３６）を、それぞれに設けたスプリング（４０）によって操作中立位置に復帰させるように付勢する請求項１又は２の方向操作用の操作ユニット構造。
【請求項４】
手操作用のグリップからなる操作部材（３ａ）と足操作用の足載せ板からなる操作部材（３ｂ）を、Ｙ軸方向操作台（３１）又はＹ軸方向のスライド機構（３０ｂ）のスライダー（３６）に選択可能に設ける請求項１又は２又は３の方向操作用の操作ユニット構造。
【請求項５】
足載せ板からなる操作部材を設けた操作ユニット（１）を、電動走行型の車椅子（２）のフットレスト（１５）に設ける請求項１又は２又は３又は４の方向操作用の操作ユニット構造。
【請求項６】
足載せ板からなる操作部材（３ｂ）を備えた操作ユニット（１）をフットレスト（１５）に載置し、フットレスト（１５）を操作ユニット（１）と補助取付座（２５）によって挟持して固定する請求項１又は２又は３又は４又は５の方向操作用の操作ユニット構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２８０４９８（Ｐ２００６−２８０４９８Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０２２８５（Ｐ２００５−１０２２８５）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（５９１２８２２０５）島根県 (122)
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（５９１２８２２０５）島根県 (122)
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